Scanning fluorescence microscopes are now able to image large biological samples at high spatial and temporal resolution. This comes at the expense of an increased light dose which is detrimental to fluorophore stability and cell physiology. To highly reduce the light dose, we designed an adaptive scanning fluorescence microscope with a scanning scheme optimized for the unsupervised imaging of cell sheets, which underly the shape of many embryos and organs. The surface of the tissue is first delineated from the acquisition of a very small subset (~0.1%) of sample space, using a robust estimation strategy. Two alternative scanning strategies are then proposed to image the tissue with an improved photon budget, without loss in resolution. The first strategy consists in scanning only a thin shell around the estimated surface of interest, allowing high reduction of light dose when the tissue is curved. The second strategy applies when structures of interest lie at the cell periphery (e.g. adherens junctions). An iterative approach is then used to propagate scanning along cell contours. We demonstrate the benefit of our approach imaging live epithelia from Drosophila melanogaster. On the examples shown, both approaches yield more than a 20-fold reduction in light dose -and up to more than 80-fold- compared to a full scan of the volume. These smart-scanning strategies can be easily implemented on most scanning fluorescent imaging modality. The dramatic reduction in light exposure of the sample should allow prolonged imaging of the live processes under investigation.

扫描荧光显微镜现在能够以高空间和时间分辨率对大型生物样本进行成像。这是以增加对荧光团稳定性和细胞生理学有害的光剂量为代价的。为了大大降低光剂量，我们设计了一种自适应扫描荧光显微镜，其扫描方案针对细胞片的无监督成像进行了优化，细胞片是许多胚胎和器官形状的基础。首先使用稳健的估计策略从样本空间的一个非常小的子集 (~0.1%) 的获取中描绘出组织的表面。然后提出了两种替代扫描策略，以改进的光子预算对组织进行成像，而不会降低分辨率。第一种策略包括仅扫描估计的感兴趣表面周围的薄壳，当组织弯曲时，允许高度减少光剂量。当感兴趣的结构位于细胞外围（例如粘附连接）时，第二种策略适用。然后使用迭代方法沿细胞轮廓传播扫描。我们展示了我们的方法对黑腹果蝇的活上皮进行成像的好处。在所示示例中，与对体积进行全扫描相比，这两种方法都使光剂量减少了 20 倍以上，最多减少了 80 倍以上。这些智能扫描策略可以在大多数扫描荧光成像模式上轻松实现。样品曝光量的显着减少应该允许对所研究的实时过程进行长时间的成像。当感兴趣的结构位于细胞外围（例如粘附连接）时，第二种策略适用。然后使用迭代方法沿细胞轮廓传播扫描。我们展示了我们的方法对黑腹果蝇的活上皮进行成像的好处。在所示示例中，与对体积进行全扫描相比，这两种方法都使光剂量减少了 20 倍以上，最多减少了 80 倍以上。这些智能扫描策略可以在大多数扫描荧光成像模式上轻松实现。样品曝光量的显着减少应该允许对所研究的实时过程进行长时间的成像。当感兴趣的结构位于细胞外围（例如粘附连接）时，第二种策略适用。然后使用迭代方法沿细胞轮廓传播扫描。我们展示了我们的方法对黑腹果蝇的活上皮进行成像的好处。在所示示例中，与对体积进行全扫描相比，这两种方法都使光剂量减少了 20 倍以上，最多减少了 80 倍以上。这些智能扫描策略可以在大多数扫描荧光成像模式上轻松实现。样品曝光量的显着减少应该允许对所研究的实时过程进行长时间的成像。我们展示了我们的方法对黑腹果蝇的活上皮进行成像的好处。在所示示例中，与对体积进行全扫描相比，这两种方法都使光剂量减少了 20 倍以上，最多减少了 80 倍以上。这些智能扫描策略可以在大多数扫描荧光成像模式上轻松实现。样品曝光量的显着减少应该允许对所研究的实时过程进行长时间的成像。我们展示了我们的方法对黑腹果蝇的活上皮进行成像的好处。在所示示例中，与对体积进行全扫描相比，这两种方法都使光剂量减少了 20 倍以上，最多减少了 80 倍以上。这些智能扫描策略可以在大多数扫描荧光成像模式上轻松实现。样品曝光量的显着减少应该允许对所研究的实时过程进行长时间的成像。